明 細 書
(54)発明の名称:ハウスキーピング遺伝子の mRNA検出のための核酸増幅用プライマ一及び該プライマーを用いた 検査方法
ハウスキーピング遺伝子の mRNA検出のための核酸増幅用プライ マー及び該プライマーを用いた検査方法 技術分野
本発明は、ハウスキーピング遺伝子を検出するための核酸増幅 用プライマーに関する。
10 背景技術
近年の遺伝子工学及び分子生物学などの分野の進歩により、感 染症ゃ遺伝子疾患などについて、 DNA又は RNA レベルで診断する ことが可能になった。 特に、 ポリメラーゼ · チエイン ' リアクシ ョ ン法 (PCR 法、 Science, 230: 1350-1354, 1985) や NASBA 法
15 (Nucleic Acid Sequence Based Amplification 法、 Nature,
350, 91-92, 1991、 特許第 2648802号公報及び特許第 2650159号 公報記載) などの核酸増幅方法により、 従来困難であった生物検 体中の極微量核酸量の検出が可能となり、遺伝子解析が飛躍的に 容易なものとなった。
20 例えば、 癌の分野では、 リ ンパ節への癌転移診断が極めて重要
な意義を有している。 リ ンパ節への癌転移診断の 1手法と して、 癌マーカーである例えばサイ トケラチン (CK) のようなタンパク 質を検出する方法がある。 近年の遺伝子解析技術の発展により、 癌マーカータンパク質に関する mRNAの発現を検出することで、
25 効果的に癌診断が行われるよ う になった (北海道医学雑誌、
P.135- 141, Vol.66(2), 1991)。 RT-PCRにより、 切除した組織から
CKの raRNA発現の検出が可能となり、 癌転移の見落と しの問題は ある程度回避されるようになった。 腫瘍や癌の診断分野では、 こ のよ うな核酸増幅方法が実用化されている (臨床検査法提要、 第 31版、 金原出版株式会社、 1998年 9月 20 日発行)。
上記に示す以外の DNA増幅方法と して、 LAMP法が報告されて いる (特許文献 1 )。 LAMP法は、 鎖置換反応が進行すると増幅産 物の末端にヘアピン構造を形成するプライマーを含む複数のプ ライマーによる遺伝子増幅法である。 まず、 初期反応において、 2種類のインナープライマー (FIP , RIP) と 2種類のアウタープ ライマー (F3プライマー、 R3プライマー) 及び鎖置換型 DNAポ リ メラーゼにより錄型 DNA から両端に一本鎖ループ部分をもつ ダンベル状の構造が合成される。この構造が増幅サイクルの起点 構造となって、 この構造の 3 ' 末端側から自己を鐯型と して DNA の伸長 ·合成反応が進む。 増幅産物は多数の繰り返し構造からな り、繰り返し構造の単位はプライマーに挟まれた被増幅領域を構 成する 2本の核酸の塩基配列が逆向きになった.同一鎖内の相補 性領域からなる。 LAMP法は、 鎵型 DNA の 2本鎖から 1本鎖への 熱変性の操作を必要とせず、増幅反応はすべて等温で連続的に進 行することが特徴である (非特許文献 1及び 2 )。 錶型が RNAの 場合には、铸型が DNAの場合の反応液組成にさらに逆転写酵素を 添加することで同様に起点構造を合成することができ、増幅を進 めることができる (RT-LAMP法)。 LAMP法では、 30分程度で検出 に十分な増幅産物が得られる。 したがって、 核酸検出に要する時 間が短縮されるため、例えば迅速に治療方針を決定することを目 的と したリ ンパ節への癌転移の診断に適用できる。 また、 迅速に 結果が得られることから、 術中診断への適用も期待できる。
mRNAを定量する際に、 サンプル中の内部コントロールと して、 つまり組織によつて発現量に差のないと考えられるハウスキー ピング遺伝子の mRNAを用いることができる。 該ハウスキーピン グ遺伝子の mRNAを内部コントロールと して使用することにより、 標的遺伝子の mRNAの抽出効率や cDNAの合成効率を考慮しなくて も相対的な標的遺伝子の mRNAの検出が可能という利点がある。 ハウスキーピング遺伝子の例と して、細胞骨格の構成成分であ る ]3 -ァクチンの遺伝子や解糖系の主要酵素であるグリセ口アル デヒ ド— 3 _リ ン酸脱水素酵素 (以下、 「GAPDH」 という。) 遺伝 子が挙げられる。
内部コン トロールの目的で使用されるハウスキーピング遺伝 子に関し、より効果的な核酸増幅用プライマーの開発が望まれて いる。
( J3 -ァクチン遺伝子について)
ァクチンは全ての真核細胞に多量に見いだされるタンパク質 である。このタンパク質は高等生物の細胞において有糸分裂にお ける役割、 運動性や構造の完全性を含む、 多くの構造的及び調節 的機能を提供する。脊椎動物では 6つのァクチンのァイソフォー ムが同定されており、 それらの内訳は 4つの筋肉型 (骨格筋、 心 筋、 大動脈型平滑筋及び胃型平滑筋のァクチン) 及び 2つの非筋 肉型 (細胞質の -ァクチン及び T/ -ァクチン) である。 筋肉ァク チンは存在が組織特異的であり、 筋肉の収縮に関与する。 対照的 に、 細胞質ァクチンは基本的に全ての細胞に見いだされ、 多くの 細胞機能に関与する。細胞内に存在するァクチンはその多様性に
もかかわらず、アミノ酸配列がァクチンの型及び真核生物の種間 において高度に保存されている。
ヒ トの細胞質 i3 -ァクチン遺伝子の配列は既に決定され、 他種 の /3 -ァクチン遺伝子と比較されている (Nakajima- Iijima, et. al. PNAS 82, p.6133-6137 (1985)、 欧州特許出願第 0174608号、 Ponte et. al. 1984. Nucleic Acids Res. 12, p. 1687 - 1696 (1984))。 ヒ ト i3 -ァクチン遺伝子の全体を増幅するためのプライ マーは、クローンテックラポラ ト リーズ (CI on tech Laboratories' Inc. ) (Palo Alto, CA) から MAPPING Ampl imer shito ベータ一 ァクチン用の名で市販されている。 また、 ヒ ト 3 -ァクチンのヌ クレオチド配列と種特異的にハイプリダイズするォリ ゴヌタ レ ォチドに関し、これらのオリ ゴヌクレオチドを核酸增幅反応にお ける内部コン ト ロールと して、また核酸増幅反応に用いる試料の 完全性の決定を行う手段と して用いることが報告されている(特 開平 7-99981)。
(GAPDH遺伝子について)
ヒ トグリセ口アルデヒ ド- 3-リ ン酸は、 生体内の解糖系、 ペン トースリン酸サイクルなどの糖代謝や、脂質合成における重要な 中間体のひとつであり、 ヒ トの生体内には広く分布している。 ま た、 この物質から脂質を合成するためには、 ヒ トグリセルアルデ ヒ ド- 3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)が必要であるため、当該酵素も ヒ トの生体内に広く分布している。 内部コン トロールの目的で使用される β -ァクチンや GAPDHに 関し、より効果的な核酸増幅用プライマーの開発が望まれている ,
(特許文献 1 ) 国際公開第 W0 00/28082号パンフレッ ト
(非特許文献 1 ) Bio ベンチャー、 2001 年、 Vol. 1, No. 1, p. 109-115
(非特許文献 2 ) BIO INDUSTRY, 2001年、 Vol. 18, No.2, p. 15-29 発明の開示
本発明は、 ハウスキーピング遺伝子の mRNAを検出するための 核酸増幅用プライマー、 具体的には -ァクチン遺伝子又は GAPDH遺伝子の mRNA を増幅するための新規プライマーを提供す ることを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結 果、ハウスキーピング遺伝子用核酸増幅用プライマーを構築する ことができた。
即ち本発明は、
1 . LAMP 法によりハウスキーピング遺伝子及び/又はハウスキ 一ビング遺伝子に関連する mRNAを検出するための核酸増幅用プ ライマー、
2 . ハウスキーピング遺伝子が、 ]3 -ァクチン遺伝子又は GAPDH 遺伝子である前項 1に記載の核酸増幅用プライマー、
3.以下の群より選択される配列からなるオリ ゴヌク レオチドを 含む iS -ァクチン検出のための核酸増幅用プライマー ;
1 ) 配列番号 1で表される塩基配列の第 240〜380番目、 又は第 401〜1060 番目の領域及び/又はその相補鎖の領域から選択さ れ、配'列番号 1又はその相補鎖の連続する塩基を少なく とも 5以
上含むォリ ゴヌク レオチド。
2 )配列番号 2又は 4〜34のいずれかで表される塩基配列からな るオリ ゴヌク レオチド。
3 ) 前記 1 ) 又は 2 ) に記載のオリ ゴヌク レオチ ドの相補鎖。 4 ) 前記 1 ) 〜 3 ) のいずれか 1 に記載のオリ ゴヌク レオチドと ス ト リ ンジェン トな条件下でハイブリ ダイズしう るオリ ゴヌク レオチ ド。
5 ) 前記 1 ) 〜 4 ) に記載のオリ ゴヌク レオチドのう ち、 1 ない し数個の塩基が置換、 欠失、 揷入も しく は付加といった変異され た塩基配列を含み、プライマー機能を有するオリ ゴヌク レオチ ド c
4. 配列番号 10及び 14〜17、 29〜50の配列番号に表される塩基 配列のいずれかよ り選択されるオリ ゴヌク レオチ ドからなる - ァクチン検出のための核酸増幅用プライマー、
5.以下の群よ り選択される配列からなるオリ ゴヌク レオチドを 含む GAPDH検出のための核酸増幅用プライマー ;
1 )配列番号 51で表される塩基配列の第 110〜450番目の領域及 び/又はその相補鎖の領域から選択され、配列番号 5 1又はその 相補鎖の連続する塩基を少なく と も 5以上含むオリ ゴヌ ク レオ チ ド。
2 ) 配列番号 52〜79 のいずれかで表される塩基配列からなるォ リ ゴヌク レオチ ド。
3 ) 前記 1 ) 又は 2 ) に記載のオリ ゴヌク レオチ ドの相補鎖。
4 ) 前記 1 ) 〜 3 ) のいずれか 1 に記載のオリ ゴヌク レオチドと ス ト リ ンジェン トな条件下でハイブリ ダイズしう るオリ ゴヌク レオチ ド。
5 ) 前記 1 ) 〜 4 ) に記載のオリ ゴヌク レオチドのうち、 1 ない
し数個の塩基が置換、 欠失、 揷入もしくは付加といった変異され た塩基配列を含み、プライマー機能を有するォリ ゴヌクレオチド、
6 . 配列番号 58及び 62〜64、 73〜96の配列番号に表される塩基 配列のいずれかよ り選択されるオリ ゴヌク レオチ ドからなる GAPDH検出のための核酸増幅用プライマー、
7 . 核酸増幅の手段が LAMP法である前項 3 ~ 6のいずれか 1に 記載の核酸増幅用プライマー、
8 .以下の群より選択される配列からなるオリ ゴヌクレオチドを 含む核酸増幅用プライマーから少なく とも 2種を選択すること を特徴とする ]3 -ァクチン検出のための核酸増幅用プライマーセ ッ 卜 ;
1 )配列番号 1で表される塩基配列の第 240〜 1060番目の領域及 び Z又はその相補鎖から選択され、配列番号 1又はその相補鎖の 連続する塩基を少なく とも 5以上含むォリ ゴヌク レオチ ド。
2 )配列番号 2〜34で表される塩基配列からなるオリ ゴヌクレオ チ ド。
3 ) 前記 1 ) 又は 2 ) に記載のオリ ゴヌク レオチ ドの相補鎖。 4 ) 前記 1 ) 〜 3 ) のいずれか 1に記載のオリ ゴヌクレオチドと ス トリ ンジェントな条件下でハイブリダィズしう るオリ ゴヌク レオチ ド。
5 ) 前記 1 ) 〜 4 ) に記載のオリ ゴヌクレオチドのうち、 1ない し数個の塩基が置換、 欠失、 揷入もしくは付加といった変異され た塩基配列を含み、プライマー機能を有するオリ ゴヌク レオチド、 9 .前項 8に記載のオリ ゴヌク レオチドを含む核酸増幅用プライ マーから少なく とも 4種を選択することを特徴とする ]3 -ァクチ ン検出のための核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 0 .前記プライマーセ ッ トに含まれるプライマーの うち少なく とも 2種が、配列番号 1で表される塩基配列及び/又はその相補 鎖の各々 2箇所の遺伝子領域を認識することを特徴とする前項 8又は 9に記載の核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 1 . 前記プライマーセッ トに含まれるプライマーが、 配列番号 1で表される塩基配列及び/又はその相補鎖の少なく と も 6つ の遺伝子領域を認識することを特徴とする前項 9又は 1 0に記 載の核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 2 . 配列番号 10及び 14~ 17、 29— 32 , 35〜 42及び 43〜 50に 表される塩基配列のオリ ゴヌクレオチドからなる -ァクチン検 出のための核酸増幅用プライマーであって、 ( a ) FIP :配列番 号 35〜42、 ( b ) RIP: 配歹 (J番号 43〜50、 ( c ) F3: 配列番号 10 及び 14〜; 17、及ぴ( d ) R3:配列番号 29〜32に分類した場合の、 各分類から 1のプライマーを選択し、組合せてなるプライマーセ ッ ト、
1 3 . 前項 1 2に記載のプライマーセッ トにさらに配列番号 33 及び 34で表される塩基配列のオリ ゴヌクレオチドをプライマー と して含むプライマーセッ ト、
1 4 .前項 5に記載のオリ ゴヌクレオチドを含む核酸增幅用ブラ イ マ一から少なく とも 2種を選択することを特徴とする GAPDH 検出のための核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 5 .前項 5に記載のオリ ゴヌクレオチドを含む核酸増幅用ブラ イマ一から少なく とも 4種を選択することを特徴とする GAPDH 検出のための核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 6 .前記プライマーセッ トに含まれるプライマーの うち少なく とも 2種が、 配列番号 51 で表される塩基配列及び Z又はその相
補鎖の各々 2箇所の遺伝子領域を認識することを特徴とする前 項 1 4又は 1 5に記載の核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 7 . 前記プライマーセッ トに含まれるプライマーが、 配列番号 51 で表される塩基配列及び Z又はその相捕鎖の少なく とも 6つ の遺伝子領域を認識することを特徴とする前項 1 4〜 1 6のい ずれか 1に記載の核酸増幅用プライマーセッ ト、
1 8 . 配列番号 80〜96 に表される塩基配列のオリ ゴヌクレオチ ドからなる GAPDH検出のための核酸増幅用プライマーであって、
( a ) FIP: 配列番号 80 ~ 87、 ( b ) RIP: 配列番号 88〜96 に分 類した場合の、各分類から 1のプライマーを選択した組合せを含 むことを特徴とするプライマーセッ ト、
1 9 . 前項 1 8に記載の選択された各プライマーの組合せに、 さ らに配列番号 58又は配列番号 62〜 64で表される塩基配列のオリ ゴヌクレオチドのいずれか 1及び配列番号 73〜77で表される塩 基配列のオリ ゴヌク レオチドのいずれか 1 をプライマーと して 含むプライマーセッ ト、
2 0 .前項 1 8又は 1 9に記載のプライマーセッ トにさらに配列 番号 78及び 79で表される塩基配列のオリ ゴヌクレオチドをプラ イマ一と して含むプライマーセッ ト、
2 1 . 核酸増幅の手段が LAMP法である前項 8 ~ 2 0の何れか 1 に記載の核酸増幅用プライマーセッ ト、
2 2 . 次に示す 1 ) 〜 1 2 ) のいずれかからなる i3 -ァクチン検 出のための核酸増幅用プライマーセッ ト ;
1 ) 配列番号 35、 43、 14及び 29で表される塩基配列のォリ ゴヌ クレオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
2 ) 配列番号 36、 44、 15及び 30で表される塩基配列のォリ ゴヌ
ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
3 ) 配列番号 37、 45、 10及び 31 で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
4 ) 配列番号 41、 50、 17及び 32で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
5 ) 配列番号 38、 45、 10及び 31で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマ一と して含むプライマーセッ ト。
6 ) 配列番号 39、 45、 10及び 31 で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
7 ) 配列番号 40、 45、 16及び 31で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと じて含むプライマーセッ ト。
8 ) 配列番号 41、 45、 16及び 31 で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
9 ) 配列番号 37、 46、 16及び 31で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
10) 配列番号 37、 47、 16及ぴ 31 で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
11 ) 配列番号 37、 48、 16及び 31 で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
12) 配列番号 37、 49、 16及び 31で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト、
2 3 . 次に示す 1 ) 〜 1 6 )のいずれかからなる GAPDH検出のた めの核酸増幅用プライマーセッ ト ;
1 ) 配列番号 80、 88、 62及び 73で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
2 ) 配列番号 81、 89、 63及び 75で表される塩基配列のオリ ゴヌ
ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
3 ) 配列番号 86、 95、 58及び 76で表される塩基配列のオリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
4 ) 配列番号 87、 96、 64及び 77で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
5 ) 配列番号 81、 89、 62及び 75で表される塩基配列のォリ ゴヌ. ク レオチ ドをプライマーと して含むプライマ一セッ ト。
6 ) 配列番号 82、 89、 62及び 75で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
7 ) 配列番号 83、 89、 63及び 75で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
8 ) 配列番号 83、 89、 62及び 75で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
9 ) 配列番号 84、 89、 62及び 75で表される塩基配列のォリ ゴヌ ク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 0 )配列番号 85、 89、 62及び 75で表される塩基配列のオリ ゴ ヌク レオチ ドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 2 )配列番号 81、 90、 63及び 75で表される塩基配列のオリ ゴ ヌク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 3 )配列番号 81、 91、 63及び 75で表される塩基配列のオリ ゴ ヌク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 4 )配列番号 81、 92、 63及び 75で表される塩基配列のオリ ゴ ヌク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 5 )配列番号 81、 93、 63及ぴ 75で表される塩基配列のオリ ゴ ヌク レオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト。
1 6 )配列番号 81、 94、 63及び 75で表される塩基配列のオリ ゴ
ヌクレオチドをプライマーと して含むプライマーセッ ト、
2 4 .前項 1 〜 7のいずれかに記載のプライマーを少なく とも 1 つ使用して行う核酸検出方法、
2 5 .前項 8 〜 2 3項のいずれか 1に記載のプライマーセッ トを 使用して行う核酸検出方法、
2 6 .前項 2 4又は 2 5に記載の核酸検出方法に使用する試薬及 ぴノ又は試薬キッ ト、
2 7 .前項 2 4又は 2 5に記載の核酸検出方法を用いた核酸検出 システム、 からなる。 図面の簡単な説明
第 1図は、本発明の ーァクチン用プライマーを用いたときの 感度を示す図であり (実験例 2 )、第 2図は、 LS 180細胞及び Raj i 細胞の培養液中で、本発明の ]3—ァクチン用プライマーを用いて 測定したときの結果 (実験例 3 ) を示す図である。
第 3図は、本発明の GAPDH用プライマーを用いたときの感度を 示す図であり (実験例 5 )、 第 4図は、 LS 180細胞及び Ra j i細胞 の培養液中で、本発明の GAPDH用プライマーを用いて測定したと きの結果 (実験例 6 ) を示す図である。 発明を実施実施するための最良の形態
(プライマーの設計)
本発明は、 ハウスキーピング遺伝子の核酸増幅法、 より具体的 には /3 -ァクチン遺伝子又は GAPDH遺伝子の tnRNAに関する核酸増 幅法に適用可能な核酸増幅用のプライマーを提供するものであ る。
LAMP 法で用いるプライマーの基本的な考え方は、 特許文献 1 に記載の通りである。
具体的には、増幅すべき標的 DNAの、 3 ' 末端側から順に F3c、 F2c、 Fl c という領域を、 5 ' 末端側から順に R3、 R2、 R1 という 領域を規定し、 少なく ともこの 6つの領域に対し、 実質的に同一 な塩基配列、又は実質的に相補的な塩基配列を含むオリゴヌタ レ ォチド鎖を選択し、 少なく とも 4種のプライマーを設計する。 実質的に同じ塩基配列とは、次のように定義される。すなわち、 ある塩基配列を铸型と して合成された相補鎖が、 目的の塩基配列 に対してハイブリダィズし、 相補鎖合成の起点を与えるとき、 こ の配列は目的の塩基配列に対して実質的に同一である。 例えば、 F2 に対して実質的に同一な塩基配列とは、 F2 と全く同一な塩基 配列に加えて、 F2 にハイブリダィズして相補鎮合成の起点とな り うる塩基配列を与える铸型と して機能する塩基配列を含む。 本発明に基づくオリ ゴヌク レオチドを構成する塩基配列の特 徴付けのために用いられる同一、あるいは相補的という用語はい ずれも完全に同一、あるいは完全に相補的であることを要しない ( すなわち、 ある配列と同一とは、 ある配列に対してハイブリダイ ズすることができる塩基配列に対して相補的な配列をも含むこ とができる。 他方、 相補的とは、 ス ト リ ンジェン トな条件下でハ イブリダィズすることができ、 相補鎖合成の起点となる 3 ' 末端 を提供することができる配列を意味する。
本発明のプライマーは、以下に述べる各種の核酸合成反応にお いて与えられた環境のもとで必要な特異性を維持しながら相補 鎖との塩基対結合を行うことができる程度の鎖長をもつ。具体的
には 5〜200塩基、 より望ましくは 10〜50塩基対とする。 配列依 存的な核酸合成反応を触媒する公知のポリ メ ラーゼが認識する プライマーの鎖長は最低 5塩基前後であることから、ハイブリダ ィズする部分の鎖長はそれ以上である必要がある。 加えて、 塩基 配列と しての特異性を維持するためには、 10 塩基以上の長さを 維持するのが望ましい。 一方、 あまりにも長い塩基配列は化学合 成によつて調製することが困難となることから、前記のような鎖 長が望ましい範囲と して例示される。
本発明において用いられる铸型という用語は、相補鎖合成の鍩 型となる側の核酸を意味する。铸型に相補的な塩基配列を持つ相 捕鎖は、 鎵型にハイプリダイズしうる鎖と しての意味を持つが、 両者の関係はあくまでも相対的なものに過ぎない。 すなわち、 相 補鎖と して合成された鎖は、再ぴ鎳型と して機能することができ る。 つまり、 相補鎖は鎊型になることができる。
本発明において、標的 DNAの塩基配列から選択されるプライマ 一は、 各々 FIP ( forward inner primer) N F3プフィマー ( forward outer primer)、 RIP (. revers e inner pr imer) 及ひ R3 プフ マ 一 ( revers e out er primer) の ヽずれ力 を構成する。
FIPは、 標的 DNAの F2c領域と実質的に相補的な F 2領域の塩 基配列を 3 ' 末端にもち、 5 ' 末端に標的 DNA の F lc領域と実質 的に同じ塩基配列をもつように設計する。 この場合において、 F2 及び Fl cの配列間に標的 DNAに依存しない配列が介在していても 良い。 この標的 DNAに依存しない配列の長さは 0〜50塩基、 好ま しくは 0〜40塩基であれば許容しうる。
F3プライマ一は、 標的 DNAの F3c領域と実質的に相補的な F3 領域と実質的に同じ塩基配列をもつように設計する。
RIP は、 標的 DNAの R2c領域と実質的に相補的な R2領域の塩 基配列を 3 ' 末端にもち、 5 ' 末端に標的 DNA の R l c領域と実質 的に同じ塩基配列をもつように設計する。 RIP も FIP と同様に、 R2及ぴ Rl c の配列の間に標的 DNAに依存しない配列が介在して いても良い。
R3プライマーは、 標的 DNAの R3 c領域と実質的に相補的な R3 領域と実質的に同じ塩基配列をもつように設計する。
また、 LAMP 法では、 少なく とも 1種以上のループプライマー を併用することで増幅時間を短縮することができる (国際公開 W0 02/24902号公報)。ノレーププライマ一とは、ダンべノレ構造の 5 ' 末端側のループの 1本鎖部分、 具体的には例えば R1 領域と R2 領域の間、あるいは F1領域と F2領域の間に相補的な配列をもつ プライマーをいう。 ループプライマーを用いることにより DNA 合成の起点を増やすことが可能となる。このル ププライマーは、 DNA合成過程でできた FIP又は RIPがハイブリダイズしないルー プ領域にハイプリダイズするように設計する。 上記プライマーを構築するために選択される遺伝子の領域は、 塩基組成、 GC含量、 二次構造、 Tm値などに注意し、 DNA領域を 認識する塩基配列の長さは、 塩基数が少なく とも 5塩基以上、 好 ましくは 10〜30塩基、より好ましくは 17〜 25塩基のものを選択 することができる。 Tm値は、 一般的に Neare st Ne i ghbor法で求 めることができる。 DNA領域は、 Tm値が 55 ~ 65°C、 好ましくは 58〜64°Cのものを選択し、 GC含量が 40〜70 %、 好ましくは 50〜 65 %のものを選択することができる。
本発明のプライマーも、 上記の原理に従った領域を選択し、 設 計する。
本発明で選択される ]3 -ァクチン遺伝子の領域は、 配列番号 1 で表される塩基配列の第 240〜 1060 番目及び Z又はその相補鎖 の領域、好ましく は第 240〜380番目若しくは第 401〜 1060番目、 より好ましくは第 740〜990番目の領域及び/又はその相補鎖の 領域に含まれる。
本発明における 3 -ァクチン検出用のプライマーは、 1 ) 配列 番号 1で表される塩基配列の第 240〜 1060 番目、 好ましく は第 240〜380番目若しくは第 401〜 1060番目、より好ましくは第 740 〜 990番目の領域及び/又はその相補鎖の領域に含まれ、 塩基数 が少なく とも 5以上のオリ ゴヌクレオチド、 2 ) 配列番号 2 ~ 50 で表される塩基配列からなるオリ ゴヌクレオチド、 3 ) 前記 1 ) 又は 2 ) に記載のオリ ゴヌクレオチドの相補鎖、 4 ) 前記 1 ) ~ 3 )のいずれか 1 に記載のオリ ゴヌク レオチドとス ト リ ンジェン トな条件下でハイプリダィズしうるオリ ゴヌクレオチド、 又は、 5 ) 前記 1 ) ~ 4 ) に記載のオリ ゴヌクレオチドのうち、 1ない し数個の塩基が置換、 欠失、 挿入もしくは付加といった変異され た塩基配列を含むオリ ゴヌクレオチドであって、プライマーと し て使用可能なものが選択され、 設計される。 また、 本発明で選択される GAPDH遺伝子の領域は、 配列番号 5 1で表される塩基配列の第 110〜450番目の領域及び/又はその 相補鎖の領域に含まれる。
本発明における GAPDHのプライマーは、 1 ) 配列番号 51で表 される塩基配列の第 110番目〜第 450番目の領域及び/又はその
相補鎖に含まれ、塩基数が少なく とも 5以上のオリ ゴヌク レオチ ド、 2 ) 配列番号 52〜 96で表される塩基配列からなるオリ ゴヌ クレオチド、 3 ) 前記 1 ) 又は 2 ) に記載のオリ ゴヌクレオチド の相補鎖、 4 ) 前記 1 ) 〜 3 ) のいずれか 1に記載のオリ ゴヌク レオチドとス ト リ ンジ工ン トな条件下でハイブリ ダィズしうる オリ ゴヌクレオチド、 又は、 5 ) 前記 1 ) 〜 4 ) に記載のオリ ゴ ヌクレオチドのうち、 1ないし数個の塩基が置換、 欠失、 挿入も しくは付加といった変異された塩基配列を含むォリ ゴヌクレオ チドであって、 プライマーと して使用可能なものが選択され、 設 計される。 ォリ ゴヌクレオチドは、自体公知の方法により製造することが でき、 例えば化学的に合成することができる。 あるいは、 天然の 核酸を制限酵素などによって切断し、上記のような塩基配列で構 成されるように改変し、 あるいは連結することも可能である。 具 体的には、 オリ ゴヌクレオチド合成装置 (アプライ ドバイオシス テムズ社製 Expedi te Mode l 8909 DNA合成機) 等を用いて合成 することができる。 また、 1ないし数個の塩基が置換、 欠失、 揷 入もしく は付加といつた変異させたオリ ゴヌク レオチドの合成 法も、 自体公知の製法を使用することができる。 例えば、 部位特 異的変異導入法、 遺伝子相同組換え法、 プライマー伸長法又は PCR 法を単独又は適宜組合せて、 例えば、 Mol ecular Cl oning J A Laboratory Manual N 2版、 Sambrook ら編、 コーノレド ' スプリ ン グ 'ハーバー . ラボラ トリー . プレス、 コールド . スプリ ング . ハーバー、ェユ ーヨーク、 1989年; [ラボマ二ュアル遺伝子工学]、 村松正實編、 丸善株式会社、 1988 年 ; [ PCR テクノ ロジー、 DNA
増幅の原理と応用]、 Ehrlich, HE.編、 ス トツク トンプレス、 1989 年等に記載の方法に準じて、あるいはそれらの方法を改変して実 施することができ、例えば Ulmerの技術(Science (1983) 219: 666) を利用することができる。
ス ト リ ンジェントなハイプリダイゼーシヨ ン条件は一般に知 られたものを選択することができる。 その一例と しては、 50%ホ /レムアミ ド、 5XSSC (150mM NaCl、 15mM クェン酸三ナト リ ウム)、 50mM リ ン酸ナト リ ウム、 pH7.6、 5Xデンハーツ溶液、 10%デキ ス トラン硫酸、 及び 20 μ g /mlの DNAを含む溶液中、 42°Cで一晚 ハイプリダイゼーションした後、 室温で 2XSSC · 0.1%SDS 中で —次洗浄し、 次いで、 約 65°Cにおいて 0.1XSSC . 0.1%SDSで二 次洗浄といった条件があげられる。
本発明において増幅されるべき核酸の铸型はハウスキーピン グ遺伝子の mRNAであるから、 使用するプライマーが、 検体中に 含まれるゲノム DNA を増幅しないよ うに設計することが必要と される。 具体的には、 本発明のプライマーセッ トに含まれるブラ イマ一の少なく とも 1つは、 例えば ]3 -ァクチン又は GAPDHの遺 伝子において複数のエタソンにまたがる領域を含むものである ことが望ましい。 このよ うな工夫を行う ことによって、 ゲノム DNA由来の配列の増幅が排除され、 /3 -ァクチン又は GAPDHの mRNA 由来の配列を選択的に増幅することが可能となる。
(プライマーセッ ト)
本発明のプライマーを使用して核酸増幅を行う場合、少なく と も 2種を組合せてプライマーセッ ト と して使用する。 LAMP 法で は、 少なく とも 4種のプライマー (FIP、 F3 プライマー、 RIP、
R3 プライマー) を組合せてプライマーセッ トと して使用する。 さ らに、 1種以上のループプライマーを組合せて、 プライマーセ ッ トと して使用することもできる。 ( RT - LAMP法)
RT-LAMP法は、 RNAを铸型とする LAMP法であり、 LAMP法の基 本的な考え方は特許文献 1に記載の通りである。 RT- LAMP法では 一つの溶液中で、 铸型 RNA力、ら cDNAを合成しながら、 LAMP法の 起点構造が合成される。具体的には次の 1 )のステップを経た後、 2 )〜 5 )ステップの繰り返しにより、 DNAの伸長が繰り返され、 標的 DNAの増幅が行われる。
1 ) 铸型 RNA鎖に FIPが結合し、 鐯型 RNA鎖に相補的な DNA鎖が 伸長する。 この反応は逆転写酵素、 例えば AMV由来の逆転写酵素 等を用いる。
2 ) 上記 1 ) で合成した FIPからの DNA鎖を、 F3プライマーが 铸型 RNAから剥がしながら、铸型 RNA鎖に相補的な DNA鎖が伸長 する。 以降 DNA鎖の伸長は DNAポリメラーゼによる。
3 ) 上記 2 ) で剥がされた DNA鎖に、 RIPが結合して DNA鎖が伸 長する。
4 ) 上記 3 ) で伸長した RIPからの DNA鎖を R3プライマーが剥 力ましながら、 FIPからの DNA鎖に相捕的な DNA鎖が伸長し、 LAMP 法の起点構造が合成される。
5 ) 上記 4 ) で剥がされた DNA鎖の両端の配列は、 同じ DNA鎖の 配列中に相補的な配列を有するので、 各々ハイブリダイズし、 両 端にループ構造を持つ。
なお、 例えば BcaDNA po lymeraseのよ うに、 逆転写酵素活性と
DNAポリ メラーゼ活性の両活性を有する酵素があり、 このような 酵素を使用する場合は、上記の反応は 1つの酵素で実施すること ができる。 (測定方法)
LAMP 法では、 合成された DNA鎖は自己の配列に対して相補的 な配列をもつので、 その大部分が塩基対結合を形成している。 こ の特徴を利用して、 増幅生成物の検出が可能である。 ェチジゥム ブロマイ ド、 SYBER GREEN I、 あるいは P i co Greenのような 2本 鎖インターカーレーターである蛍光色素の存在下で本発明のプ ライマ一を用いて核酸増幅を実施すれば、生成物の増加に伴って 蛍光強度の増大が観察される。 これをモニターすれば、 閉鎖系で DNAの増幅と蛍光の増加が同時に追跡可能である (臨床検査法提 要、 31版 1318頁 ; 特開 2001 - 242169号公報参照。 以下単に 「リ アルタイム法」 という。)。
(試薬、 試薬キッ ト、 その他)
本発明のプライマーを用いて核酸の検出を行う際に必要な各 種の試薬類は、あらかじめパッケージングしてキッ ト化すること ができる。具体的には、本発明の相補鎖合成のプライマーと して、 あるいは置換用のプライマーと して必要な各種のオリ ゴヌタ レ ォチド、逆転写活性を有する酵素、相補鎖合成の基質となる dNTP、 鎖置換型の相補鎖合成を行う DNAポリメラーゼ、酵素反応に好適 な条件を与える緩衝液、さらに必要に応じて反応生成物の検出の ために必要な試薬類がキッ トと して提供される。
本発明は、 核酸増幅用プライマー及びプライマーセッ ト、 なら
びにこれらのプライマーを用いた核酸検出方法、核酸検出方法に 使用される検出試薬、核酸検出キッ トならびに核酸検出システム 全体に及ぶ。 (実施例)
以下、 本発明を実施例により さらに具体的に説明するが、 本発 明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例 1 ) i3 -ァクチン遺伝子領域の選択
配列番号 1 に記載する塩基配列から、プローブ設計ソフ トを用 いて、 LAMP法に適切な β -ァクチンの遺伝子領域の位置を検討し た。遺伝子領域の選択は、 Flc及ぴ Rlcは Tm値力 S 58.5〜63.5°C、 F2及ぴ R2 Tm値力 S 61.5— 62.5。C、 F3及び R3 Tmィ直カ S 58.5 ~62.5°Cにより遺伝子領域を選択した結果、 次に示す配列番号 1 に記載する塩基配列上の第 240~1060 番目の領域及びその相補 鎖の領域に含まれる配列が選択された。
Flc: 配列番号 1に記載する配列の相補鎖における遺伝子領域 343-327 5' -tggccttgggttcagg-3' (配列番号 2)
400-381 5' -cgtacatggctggggtgttg-3' (配歹 (J番号 3) 822-803 5' -gatgccacaggactccatgc-3' (配歹' J番号 4) 838-817 5' -tgaaggtagtttcgtggatgcc-3' (配列番号 5) 922-904 5' -cagggtacatggtggtgcc-3' (配歹 U番号 6)
F2 : 配列番号 1に記載する配列上の遺伝子領域
265-284 5' -accttctacaatgagctgcg-3' (配歹' J番号 7) 341-357 5' -ccaaccgcgagaagatg-3' (配歹 (J番号 8)
748-766 5' -attggcaatgagcggttcc-3' (配列番号 9)
750-766 5' -tggcaatgagcggt cc-3' (配列番号 10
774-790 5' -tgaggcactcttccagc-3' (配列番号 11
782-799 5' -tcttccagccttccttcc-3' (配列番号 12
851-868 5' -agtgtgacgtggacatcc-3' (配列番号 13)
F3 : 配列番号 1に記載する配列上の遺伝子領域
240-259 5' -cgacatggagaaaatctggc-3' (配歹 (J番号 14 274-290 5 -aatgagctgcgtgtggc-3 (配列番号 15 718-734 5 -tacgagctgcctgacgg-3 (配列番号 16 750-766 5 -tggcaatgagcggttcc-3 (配列番号 10 818-837 5 -gcatccacgaaactaccttc-3 (配列番号 17
Rlc:配列番号 1に記載する配列上の遺伝子領域
346-366 5 -cgcgagaagatgacccagatc-3 (配列番号 18
402-423 5 -tgctatccaggctgtgctatcc-3' (配列番号 19
848-868 5 -tgaagtgt acgtggacatcc-3' (配列番号 20
857-876 5 -acgtggacatccgcaaagac-3 (配列番号 21
925-945 5 -attgccgacaggatgcagaag-3 (配列番号 22 R2 : 配列番号 1に記載する配列の相補鎖における遺伝子領域
414-396 5' -agcctggatagcaacgtac-3' (配歹 !J番号 23
461-444 5 -tccatcacgatgccagtg-3 (配列番号 24
921-905 5' -agggtacatggtggtgc-3' (配列番号 25
925-909 5 -tgccagggtacatggtg-3 (配列番号 26
929-911 5 -gcaatgccagggtacatgg-3 (配列番号 27
1011-994 5 -gtacttgcgctcaggagg-3 (配列番号 28 R3 : 配列番号 1に記載する配列の相補鎖における遺伝子領域
454-438 5' -cgatgccagtggtacgg-3' (配列番号 29
497-480 5' -tagatgggcacagtgtgg-3' (配歹 tJ番号 30
947-930 5' -t ccttctgcatcctgt cg-3 ' (配列番号 31 )
1059- 1043 5' -ct ggaaggtggacagcg-3' (配列番号 32) loop F:配列番号 1 に記載する配列の相捕鎖における遺伝子領域 816-801 5' -acaggactccatgccc-3' (酉己歹【J番号 33 ) loop R: 配列番号 1に記載する配列上の遺伝子領域
878-895 5' -t gtacgccaacacagtgc-3' (配列番号 34)
(実施例 2 ) ァクチン用プライマーの設計
選択された領域の配列から、 LAMP法に適用される β -ァクチン 用の次の核酸増幅用プライマーが得られた。
FIP: (領域 Fl cの塩基配列と F2の塩基配列を連結したもの) AFA- 1 (配列番号 35) 配列番号 2及び 7の配列を連結 AFA-2 (配列番号 36) 配列番号 3及び 8の配列を連結 AFA-4 (配列番号 37) 配列番号 5及び 1 1 の配列を連結 AFA-4a (配列番号 38) 配列番号 5及ぴ 12の配列を連結 AFA-4c (配列番号 39) 配列番号 5及び 10の配列を連結 AFA-4d (配列番号 40) 配列番号 4及ぴ 9の配列を連結 AFA-4e (配列番号 41 ) 配列番号 4及ぴ 10の配列を連結 AFA-6 (配列番号 42) 配列番号 6及び 13の配列を連結 RIP: (領域 R l cの塩基配列と R2の塩基配列を連結したもの) ARA- 1 (配列番号 43) 配列番号 18及び 23の配列を連結 ARA-2 (配列番号 44) 配列番号 19及び 24の配列を連結 ARA-4 (配列番号 45) 配列番号 20及び 25の配列を連結 ARA-4a (配列番号 46) 配列番号 20及び 27の配列を連結 ARA-4b (配列番号 47) 配列番号 20及ぴ 26の配列を連結 ARA-4d (配列番号 48) 配列番号 21及び 27の配列を連結
ARA-4e (配列番号 49) 配列番号 21及び 26の配列を連結
ARA-6 (配列番号 50) 配列番号 22及び 28の配列を連結 F3プライマー : (F3領域の塩基配列と同一の配列)
AF3- 1 (配列番号 14)
AF3-2 (配列番号 15)
AF3-4 (配列番号 10)
AF3-6 (配列番号 17)
AF3-9 (配列番号 16)
R3プライマー : (R3領域の塩基配列と同一の配列)
AR3- 1 (配列番号 29)
AR3-2 (配列番号 30)
AR3-4 (配列番号 31 )
AR3-6 (配列番号 32)
ループルライマー :
( loop F又は l oop R領域の塩基配列と同一の配列)
AD-LPF 1 (配列番号 33)
AD-LPR1 (配列番号 34)
(実施例 3 ) GAPDHの遺伝子領域の選択
配列番号 51 に記載する塩基配列から、 プローブ設計ソフ トを 用いて、 LAMP法に適切な GAPDHの遺伝子領域の位置を検討した。 遺伝子領域の選択は、 Fl c及び R1Cは Tm値が 58. 5〜63. 5°C、 F2 及び R2 は Tm値力 S 61. 5〜62. 5°C、 F3及び R3 は Tm値が 58. 5 ~ 62. 5°Cにより遺伝子領域を選択した結果、 次に示す配列番号 51 に記載する塩基配列上の第 110 ~ 450番目の領域に含まれる配列 が選択された。
Flc: 配列番号 51 に記载する配列の相補鎖における遺伝子領域
213 - 192 5' -tccat gatgacaagcttcccg-3 (配列番号 52 236-217 5 -tcctggaagatggtgatggg-3' (配列番号 53 246-228 5 -gggatctcgctcctggaag-3 (配列番号 54 284-265 5 -acgtactcagcgccagcatc-3 (配列番号 55 335-316 5 -aaatgagccccagccttctc-3 (配列番号 56 F2 : 配列番号 51に記載する配列上の遺伝子領域
152-169 5 -ccacccatggcaaattcc-3 (配列番号 57 163 - 180 5 -aaattccatggcaccgtc-3 (配列番号 58 179-195 5 -tcaaggct agaacggg-3 (配列番号 59) 217-235 5 -cccatcaccatcttccagg-cs (配列番号 60 276-293 5' -tgagtacgtcgtggagtc-3' (配列番号 61
F3 : 配列番号 51 に記載する配列上の遺伝子領域
103-120 5' -gaccccttcattgacctc-3' (酉己歹 [J番号 62 159-176 5' -tggcaaattccatggcac-3' (酉己歹 U番号 63 163-180 5' -aaattccatggcaccgtc-3' (酉己歹 (1番号 58 227-244 5' -tcttccaggagcgagatc-3' (配歹 (1番号 64
Rlc : 配列番号 51 に記載する配列上の遺伝子領域
216-235 5 -tcccatcaccatcttccagg-3 (配列番号 65
248-268 b -ccaaaatcaagtggggcgatg-3 (配列番号 66 254-271 5 -tcaagtggggcgatgctg-3 (配列番号 67
305-323 5 -tcaccaccatggagaaggc-ύ' (配列番号 68
338-354 5, -aggggggagccaaaagg-3' (配列番号 69 R2 : 配列番号 51 に記載する配列の相補鎖における遺伝子領域
295-279 5' -tggactccacgacgtac-3' (配歹 (I番号 70)
305-289 ΰ -aagacgccagtggactc-3 (配列番号 71)
310-294 5 -tggtgaagacgccagtg-3 (配列番号 72)
324-308 5' -agccttctccatggtgg-3' (配列番号 73)
327-311 5' -cccagccttctccatgg-3' (配列番号 74)
365-346 5' -gagatgatgacccttttggc-3' (配列番号 75)
399-383 5, -catgacgaacatggggg-3' (配列番号 76) R3 : 配列番号 51 に記載する配列の相補鎖における遺伝子領域
324-308 5' -agccttctccatggtgg-3' (配歹 (J番号 73)
365-346 5' -gagatgatgacccttttggc-3' (配歹 IJ番号 75)
399-383 5' -catgacgaacatggggg-3' (配歹' J番号 76)
445-426 5' -tgctgatgatcttgaggctg-3' (配列番号 77) loop F: 配列番号 51に記載の配列の相補鎖における遺伝子領域
227-212 5' -atggtgatgggatttc-3' (配列番号 78) loop R: 配列番号 51に記載の配列上の遺伝子領域
275-293 5' -ctgagtacgtcgtggagtc-3' (配列番号 79)
(実施例 4 ) GAPDHプライマーの設計
選択された領域の配列から、 LAMP 法に適用される GAPDH用の 次の核酸増幅用プライマーが得られた。
FIP: (領域 Flcの塩基配列と F2の塩基配列を連結したもの) FA-2 (配列番号 80) 配列番号 52及び 57の配列を連結 FA-3 (配列番号 81) 配列番号 54及び 59の配列を連結 FA-3b (配列番号 82) 配列番号 54及ぴ 58の配列を連結 FA - 3d (配列番号 83) 配列番号 53及び 59の配列を連結 FA-3e (配列番号 84) 配列番号 53及び 58の配列を連結 FA-3g (配列番号 85) 配列番号 53及ぴ 57の配列を連結
FA-5 (配列番号 86) 配列番号 55及び 60の配列を連結 FA-7 (配列番号 87) 配列番号 56及び 61 の配列を連結 RIP: (領域 Rlcの塩基配列と R2の塩基配列を連結したもの) RA-2 (配列番号 88) 配列番号 65及び 80の配列を連結 RA-3 (配列番号 89) 配列番号 67及び 83 の配列を連結 RA-3a (配列番号 90) 配列番号 67及び 84の配列を連結 RA-3b (配列番号 91) 配列番号 67及び 82の配列を連結 RA-3c (配列番号 92) 配列番号 67及ぴ 81 の配列を連結 RA - 3d (配列番号 93) 配列番号 66及び 83 の配列を連結 RA- 3e (配列番号 94) 配列番号 66及び 84の配列を連結 RA-5 (配列番号 95) 配列番号 68及び 75の配列を連結 RA-7 (配列番号 96) 配列番号 69及び 76の配列を連結 F3 : (F3領域の塩基配列と同一の配列)
F3 - 3 (配列番号 63)
F3-4 (配列番号 68)
F3-6 (配列番号 64)
F3-8 (配列番号 62)
R3 : (R3領域の塩基配列と同一の配列)
R3-2 (配列番号 73)
R3-3 (配列番号 75)
R3-5 (配列番号 76)
R3-7 (配列番号 77)
ループプライマー :
(loop F又は loop R領域の塩基配列と同一の配列)
GC-LPF1 (配列番号 78)
GC-LPR1 (配列番号 79)
(実験例 1 )
実施例 2に記載する /3 -ァクチン用プライマーを、 表 1 に記載 する各組合せで用いた場合の、 RT-LAMP法による反応開始後増幅 の確認までに要する時間を調べた。
1 ) ヒ ト -ァクチンの mRNA試料
ヒ ト ]3 -ァクチンの錶型と して、市販のヒ ト トータル RNA(Raji 細胞由来、 ABI社製) を使用した。
2 ) β -ァクチン用プライマー
各プライマーは (表 1 ) の組合せで使用した。
(表 1 ) プライマーセッ ト及ぴ増幅確認時間
FIP RIP F3プライマー R3プライマ一 増幅確認時間
(分)
AFA-1 ARA-1 AF3-1 AR3-1 35
AFA-2 ARA-2 AF3-2 AR3-2 34
AFA-4 ARA-4 AF3-4 AR3-4 25
AFA-6 ARA-6 AF3-6 AR3-6 45
AFA-4a ARA-4 AF3-4 AR3-4 37
AFA-4c ARA-4 AF3-9 AR3-4 33
AFA-4d ARA-4 AF3-9 AR3-4 28
AFA-4e ARA-4 AF3-9 AR3-4 28
AFA-4 ARA-4a AF3-4 AR3-4 40
AFA-4 ARA-4b AF3-4 AR3-4 26
AFA-4 ARA - 4d AF3-4 AR3-4 40
AFA-4 ARA-4e AF3-4 AR3-4 31
3 ) 反応液組成
dNTPs (GIBC0社製) 0.4 mM MgS04 2 mM ジチ才 卜 レ才 卜一 dithiothreitol) 5 mM ベタイン (betaine) (Sigma社製) 640 mM
Thermopol buffer (New England BioLabs社製)
AMV 逆転写酵素(Promega社製) 1.25U
Bst DNA ポリメラーゼ (New England BioLabs社製) 16U ェチジゥムブロマィ ド (ethidium bromide) 0.125mg/ml 各プライ
FIP 40pmol RIP 40pmol
F3プライ 5pmol R3プライ 5pmol
4 ) RT-LAMP法
上記 4種のプライ を含む反応液 23 μ 1に、 RNA試料を 2 β 1 ( 20ng のヒ ト トータル RNA を含む) 添加し、 65°Cで 1時間加温 して行った。
5 ) 増幅の確認
増幅産物は 2本鎖構造をもつので、ェチジゥムプロマイ ドがィ ンタ一力レートして蛍光を発する。 その蛍光強度の増加を、 ABI 社製 PRISM7700を用いてリ アルタイム法により測定した。
6 ) 結果
各プライ セッ トを用いて反応させた場合の 0 -ァクチンの 増幅確認までの時間を表 1に示した。 その結果、 増幅は各プライ マーセッ トにおいて最大 45分で確認され、殆どの場合に 30分以 内に確認された。
(実験例 2 )
実験例 1で検討した ]3 -ァクチン用プライマーセッ トのうち、 最も短時間で増幅が確認されたプライマーセッ トを選択し、さら にループプライマーを組合せたプライマーセ ッ ト を用いて RT-LAMP法で測定した場合の感度を調べた。 .
1 ) ヒ ト ]3 -ァクチンの mRNA試料
実験例 1 と同様にした。
2 ) プライマーセッ ト
3 ) 反応液組成
実験例 1 と同様の組成に、 さらに F3ループプライマー及び R3 ループプライマーを各々 5pmo l となるように加えた。
4 ) RT-LAMP法
実験例 1 と同様に行った。上記 6種のプライマーを含む反応液 23 μ 1 に、 RNA試料 2 μ 1 ( 20ngのヒ ト トータル RNAを含む) 添加 し、 65°Cで 1時間加温して行った。
5 ) 増幅の確認
実験例 1 と同様に行った。
6 ) 結果
その結果を第 1図に示した。 その結果、 3 -ァクチン遺伝子の mRNA 铸型量が多いほうが、 短時間で増幅の確認ができた。 増幅 は、 錄型量が 0. 02ngの場合でも 30分以内に確認され、 鍀型量が 20ng場合では 15分程度で確認された。
(実験例 3 )
LS 180 細胞 (大腸癌細胞株) 及ぴ Raj i 細胞 (バーキッ トリ ン パ腫細胞株)の培養細胞中における ]3 -ァクチンの増幅を調べた。
つまり、 サイ トケラチンが陽性の LS 180細胞溶液を、 サイ トケ ラチンが陰性の Raj i細胞溶液で稀釈した場合の、各濃度の LS 180 細胞溶液試料での -ァクチンの増幅について調べ、 サイ トケラ チンの腫瘍マーカーを測定する場合に、 -ァクチンがデータ補 正のコントロールと して使用可能か否かを検討した。
1 ) 試料
LS 180細胞及ぴ Raj i細胞の総細胞数が 8000 となるように試料 を調製した。 総細胞数 8000のうち、 LS 180細胞数が 8000、 800、 80、 8及び 0 となるよ うにした。
2 ) /3 -ァクチン用プライマー
実験例 2 と同様のプライマーを選択した。
3 ) 反応液組成
実験例 2 と同様の組成の反応液を使用した。
4 ) RT-LAMP '法
実験例 2 と同様に行った。
5 ) 核酸の検出
実験例 2 と同様の 6種のプライマーを含む反応液 23 / 1 に、細 胞の懸濁液を 2 μ 1添加し、 65°Cで 1時間加温して行った。
6 ) 結果
その結果を第 2図に示した。 その結果、 LS 180 細胞及び Raj i 細胞の比率が異なる場合でも、 β -ァクチンは 15分程度で増幅が 確認された。 このことより、 腫瘍マーカーの有無にかかわらず、
ヒ ト細胞中には j3 -ァクチンが構成的に発現していることが確認 され、 β -ァクチンが LAMP法におけるデータ補正のコ ン ト ロール と して使用可能であることが示された。
(実験例 4 )
実施例 4に記載する GAPDH用プライマーを、表 3に記載の各組 合せで用いた場合の、 RT- LAMP法による反応開始後増幅の確認ま でに要する時間を調べた。
1 ) GAPDHの mRNA試料
GAPDHの錄型として、市販のヒ ト トータル RNA ( Raj i細胞由来、 ABI社製) を使用した。
2 ) GAPDH用プライマー
各プライマーは (表 3 ) の組合せのものを用いた。
(表 3 ) プライマーセッ ト及び増幅確認時間
FIP RI P F3プライマー R3プライマー 増幅確認時間
(分)
FA-2 RA-2 F3-8 R3-2 40
FA-3 RA-3 F3-3 R3-3 20
FA-5 RA-5 F3-4 R3-5 50
FA-7 RA-7 F3-6 R3-7 45
FA-3 RA-3 F3-8 R3-3 18
FA-3b RA-3 F3-8 R3-3 21
FA - 3 d RA-3 F3-3 R3-3 10
FA - 3 d RA-3 F3-8 R3-3 10
FA-3 e RA-3 F3-8 R3-3 42
FA-3 g RA-3 R3-3 32
FA - 3 RA-3 a F3-3 R3-3 27
FA - 3 RA-3b F3-3 R3-3 21
FA - 3 RA-3 c F3-3 R3-3 28
FA - 3 RA- 3 d F3-3 R3-3 22
FA - 3 RA-3 e F3-3 R3-3 33
3 ) 反応液組成 O
実験例 1 と同様の組成の反応液を使用した。
4 ) RT-LAMP法
実験例 1 と同様に行った。上記 4種のプライマーを含む反応液 23 μ 1 に、 RNA試料 2 μ 1 ( 20ng のヒ ト トータル RNA を含む) 添加 し、 65 °Cで 1時間加温して行った。
5 ) 増幅の確認
実験例 1 と同様に行った。
6 ) 結果
各プライマーセッ トを用いて反応させた場合の GAPDH の増幅 確認までの時間を表 3に示した。 その結果、 増幅は各プライマー セッ トにおいて最大 45分で確認され、殆どの場合に 30分以内に 確認された。 (実験例 5 )
実験例 4で検討した GAPDH用プライマーセッ トのうち、最も短 時間で増幅が確認されたプライマーセッ トを選択し、さらにルー ププライマーを組合せたプライマーセッ トを用いて RT- LAMP 法 で測定した場合の感度を調べた。
1 ) ヒ ト GAPDHの mRNA試料
GAPDHの铸型と して、市販のヒ ト トータル RNA(Raji細胞由来. ABI社製) を使用した。
2 ) プライマーセッ ト
3 ) 反応液組成
実験例 2 と同様の組成の反応液を使用した。
4 ) RT-LAMP法
実験例 2 と同様に行った。
5 ) 核酸の検出
実験例 2 と同様に行った。
6 ) 結果
その結果を第 3図に示した。 その結果、 GAPDH の mRNA の鎊型 量が多いほうが、 短時間で増幅が確認された。 しかし铸型量が 0.02ng の場合でも 30 分以内に増幅が確認され、 铸型量が 20ng 場合に 10分程度で増幅が確認された。
(実験例 6 )
LS180 細胞 (大腸癌細胞株) 及び Raji 細胞 (パーキッ ト リ ン パ腫細胞株) の培養細胞中における GAPDHの増幅を調べた。
つまり、 サイ トケラチンが陽性の LS180細胞溶液を、 サイ トケラ チンが陰性の Raji 細胞溶液で稀釈した場合の、 各濃度の LS180 細胞溶液試料での GAPDHの増幅について調べ、サイ トケラチンの 腫瘍マーカーを測定する場合に、 GAPDHがデータ補正のコン ト口 ールと して使用可能か否かを検討した。
1 ) 試料
LS 180細胞及ぴ Raj i細胞の総細胞数が 8000 となるように試料 を調製した。 総細胞数 8000のうち、 LS 180細胞数が 8000、 800、 0、 8及び 0 となるようにした。
2 ) GAPDH用プライマーセッ ト
実験例 5 と同様のプライマーセッ トを選択した。
3 ) 反応液組成
実験例 2 と同様の組成の反応液を使用した。
4 ) RT-LAMP法
実験例 2 と同様に行った。実験例 5 と同様の 6種のプライマー を含む反応液 23 μ 1 に、 細胞の懸濁液を 2 μ 1添加し、 65°Cで 1 時間加温して行った。
5 ) 核酸の検出
実験例 2 と同様に行った。
6 ) 結果
その結果を第 4図に示した。 その結果、 LS 180 細胞及び Raj i 細胞の比率が異なる場合でも、 GAPDH は 10 分程度で増幅が確認 された。 このことより、 腫瘍マーカーの有無にかかわらず、 ヒ ト 細胞中には GAPDH が構成的に発現していることが確認され、 GAPDH が LAMP 法におけるデータ補正のコントロールと して使用 可能であることが示された。 産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明のプライマー又はプライマーセッ トを用いて LAMP法を行う と、 速い場合で 15分以内に ]3 -ァクチ ン又は GAPDHの増幅が確認される。
また、サイ トケラチンのよ うな腫瘍マーカーの有無にかかわら ず、 ヒ ト細胞カゝら 3 -ァクチンや GAPDH の存在が認められること により、 これらカ LAMP法においてデータ補正のコン トロールと して使用可能であることがわかった。
このことから、 本発明のプライマー、 又はプライマーセッ トを 用いる と、 核酸増幅手段を用いた癌転移診断に際し、 診断に要す る時間が短縮され、 信頼性のある診断が可能となった。